遥感影像判读技术在林地变更调查中的应用探讨

黄业文 吴国宇 张凯 江锦烽

摘要：指出了遥感技术在森林资源调查中应用广泛，研究林地变更调查中的遥感影像判读技术，能够有效提高变更调查结果的精度，确保森林资源管理“一张图”的真实性和准确性。结合2017年度广西都安县林地变更调查项目，利用高分辫率遥感影像，参考林业经营管理档案，对变化图斑进行修正和判读，并对判读结果进行了分析。提出了影响遥感影像判读的主要影响因素，为森林资源调查中的影像判读提供参考。

关键词：林地变更调查;判读;遥感影像;影响因素

中图分类号：S757 文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2020）03-0144-02

1 引言

森林是陆地生态系统的组成部分，在满足人类生活需求、预防水土流失和保持生态平衡等方面发挥着重要的作用。随着社会经济的快速发展，资源和生态环境问题日益突出，我国林地及森林资源管理面临着严峻的挑战，因而定期开展林地边界、林地管理属性以及森林资源管理利用状况等变化情况的调查尤为重要[1，2]。林地变更调查是林地管理的基础性工作，摸清森林资源数量、结构和空间分布等年度变化情况，为科学、合理地制定林地保护利用规划提供基础数据。国家林业局于2012年开始部署林地变更试点工作，2016年在全国范围内铺开，经过多年的探索实践，建立了年度林地变更调查的常态化制度，实现了以县级行政区域为单位的森林资源数据年度更新，确保林地管理“一张图”的真实性和准确性[3]。

传统以实地勘察为主的森林资源调查存在宏观性差、周期长、成本高等不足[4]，难以满足林地变更信息快速准确监测的需求。遥感技术具有宏观、动态、低成本和高效率等优势，在大区域的资源调查、气象观测和生态环境监测等领域得到广泛应用，利用遥感技术对林地及森林资源进行监测和调查，对于及时掌握其现状和动态变化情况具有重要的意义。

2 材料与方法

2.1 项目区概况

都安县位于广西河池市的南部（东经107°51′～108°30′，北纬23°47′～24°35′），在云贵高原向广西盆地过渡的斜坡上，地势西北高、东南低，是喀斯特地貌发育较为典型的地区，常称“九分石一分土”，主要河流有红水河、刁江和澄江，属于南亚热带季风气候区并缘，年均降水量700mm，年均温19.6℃。该区地形主要以山地为主，成土母岩为石灰岩，土壤类型以红壤为主。据2009年二类调查数据，全县林地面积为298531.3hm²，约占国土面积408779.59hm²的73%，森林面积为278654.1hm²，森林覆盖率59%[5]，森林资源较为丰富。

2.2 数据来源

自治区林业厅提供前后两期遥感影像;县林业局提供前期林地及森林资源年度变更数据库、调查间隔期内林业经营管理档案数据;自治区林业设计院组织技术人员提取的遥感检测变化图斑面状图（ArcGIS shp格式）及其因子一览表。统一采用2000国家大地坐标系。

2.3 调查方法

2.3.1 技术路线

在林地变更调查中，变化图斑主要包括地类、管理属性发生变化的图斑，以及林分调查因子发生质变的图斑（图1）[6]。

2.3.2 图斑区划修正

在森林资源管理信息平台上加载多源数据，利用人机交互目视解译，逐一检查遥感检测变化图斑与其覆盖区域的影像表征（颜色、色调、纹理、大小、形状、阴影、位置、空间关系等）的吻合程度，进行修正图斑边界、删除错划图斑、补绘漏划图斑、补绘蓄积量进界图斑等。

2.3.3 图斑属性判读

采用双轨判读制对变化图斑的属性进行判读，两人分别判读并填写《变化图斑内业判读记录表》，对能够确定地类、管理属性或林分因子發生变化的图斑，以及补绘漏划图斑判读标记为“1”;除此以外的其他图斑判读标记均为“2”，后期打印外业图纸进行现地调查补全图斑信息。判读结束后需对修正和判读结果进行自检。

3 结果与分析

3.1 森林资源变化情况

2016～2017年都安县林地资源的变化情况：林地面积由311116.33hm²减少至310858.05hm²，减少面积258.28hm²，森林覆盖率为63.34%。有林地、灌木林地、未成林地、宜林地面积均减少，无立木林地面积增加。有林地、灌木林地减少原因是森林采伐更新变为采伐迹地以及修正前期地类错误，未成林地、宜林地减少主要是其转变为有林地及修正前期因调查因素形成地类错误，无立木林地增加主要由有林地、灌木林地、征占用引起的。

3.2 图斑区划判读情况

全县总小班数为46952个，变化图斑数为23667个。经过县级质量检查，小班边界与影像的吻合程度符合要求，变化小班区划和面积求算检查符合要求，林地数据的空间拓扑和属性数据逻辑性检查合格。经过区级交叉检查，合格变化图斑数为23612个，不合格图斑数为55个，合格率为99.7%。其中，地类等因子错误的图斑有36个，漏划图斑有16个，需现地核实图斑有2个，边界与影像不吻合图斑有1个。

4 遥感影像判读的影响因素

4.1 遥感影像时效性差、分辨率不足

后期遥感影像由多景不同拍摄时间的影像组成，未能完全反映2017年森林资源整体变化情况，在年底发生变化的图斑在遥感影像上没有表现出来而出现图斑漏划的情况。遥感影像分辨率仅为2.5m，在识别地类、边界及树种等方面难度较大，影响遥感影像变化图斑的判读结果，需要进行现地核实，增加了变更调查的工作量。

4.2 判读技术人员经验不足

判读人员需要丰富的经验和专业知识来提取影像信息，从而识别出变化图斑的不同土地类型。而提取影像信息是目视判读完成地类识别的基础，不同土地类型及树种有不同影像表征，这需要工作人员具备良好的判读技术，掌握并能熟练应用正确的判读方法，确保判读工作的效率，提高变更调查的准确度及真实性。

4.3 经营档案质量较差

部分经营管理档案数据范围跟实际遥感影像变化范围存在差异。很多林农人员缺乏正确的经营思想以及林业部门监管不到位，存在超边界采伐、未经审批采伐以及未审批使用林地的情况，造林档案跟实际遥感影像变化图斑边界不符，由于采伐和造林专题图层小班是人工勾绘，准确度相对遥感变化检测的要低，则以实际变化范围进行区划。

4.4 林地变化原因易混淆

部分林地变化图斑经营强度高，林地土地类型转变快，在短时间内经历了两个或多个变化过程，乔木林转化为灌木经济林存在“采伐乔木林”和“种植灌木经济林”两个过程，判读人员在判读过程中易混淆主要变化原因，出现变化原因与变化年度不对应的情况。

5 结语

遥感影像判读技术的应用有效提高林地变更调查信息的准确性，减少工作人员的工作量和强度，极大地提升了调查效率，使得林地及森林资源管理由粗放化向精细化转变。随着卫星遥感、光学遥感和激光雷达等新兴遥感技术的发展，从单一遥感数据源向多数据源协同作业，遥感影像判读技术将在提取林分结构参数、估测蓄积量和识别林木病虫害等领域發挥重要作用，满足高精度森林信息提取的需求，为提高林地资源管理信息化水平打下坚实基础。

参考文献：

[1]赵晓晓.新时期林地变更调查工作研究[J].林业科技情报，2018，50（3）：36～37.

[2]杜志，柯善新，李香林.林地变更调查工作常见问题与对策研究[J].中南林业调查规划，2019，38（1）：7～10，49.

[3]区汉明.广东省林地变更调查工作存在的问题与对策研究[J].林业调查规划，2016，41（1）：44-46，50.

[4]邓成，梁志斌.国内外森林资源调查对比分析[J].林业资源管理，2012（5）：12～17.

[5]莫汉宁，苏初旺.都安县生态公益林区森林防火策略探讨[J].绿色科技，2011（4）：172～174.

[6]广西壮族自治区林业厅.广西壮族自治区2017年度林地及森林资源变更调查操作细则[R].南宁：广西壮族自治区林业厅，2018.

收稿日期：2019-12-29

作者简介：黄业文（1990-），男，助理工程师，主要从事林业调查规划设计工作。

通讯作者：江锦烽（1976->，男，高级工程师，主要从事林业调查规划设计、监测工作。